Games104现代游戏引擎入门-lecture5游戏中的渲染

lighting，material，Shader，

1 渲染方程

35年前有了这个；

真实渲染是很复杂的：

1 挑战1：shadow（光源的可见性）

阴影想做的好是非常难的，visibility to lights;

光源是很复杂的：
平行光源，点光源是很正常的，但是面光源是比较复杂的
Radiance：辐射度
Inradiance：

2 积分怎么做？

3 任何点都可能是光源

场景中可能有很多个光源，可能会无限递归下去！

ray tracying：

2 simple

1 简单光源

2 环境贴图

是符合渲染方程的。

3 材质

经验派：
Blinn-Phone materail 模型
用到了光可以添加原理。

问题是:
1.能量是不守恒的
能量保守，出射能量一定要小于等于入射能量
2.很难表达复杂的真实材质

3 shadow

到光的可见性，从光的视角

Shadow map的问题：
自遮挡的问题

4 基本的着色解决方案

3 AAA Quality

刺客信条：



5-10年前的技术

1 预计算全局光照

空间换时间

1 为啥全局光照是非常重要的？

2 傅里叶变换

空间域转变成频域

3 球面谐波函数

4 光照贴图LightMap，GI

烘焙

好处：
实时做的很好
离线的
缺点：
预计算时间很长。
只能处理静态的物体和静态的光。
lightmap的方法可能会慢慢的退出。
游戏的场景参数化到二维的texture上，很多计算就不需要做了。

5 Light probe

光场：

反射probe：

这两种集合到一起：可以出现不错的GI效果
现在的计算机可以实时更新Light Probes，不会每一帧才去更新，找空的一帧去更新。
缺点：比不上lightmap。

6 材质

ggx

1 DFG：D:normal 分布

D:

G:

F:

物理材质测量：

2 BRDF Dinesy 信条

尽量少的参数：
所有的参数范围最好是0-1；
参数随便你怎么调，他的所有组合都是有意义的。
引擎是个工具，

3 PBR

归一化是很重要的！
几乎不需要设置任何参数，进行的是像素级的控制！

MetallicRoughnees：

metalic：

灵活度下降，但是不会出问题：用MR,用SR少一点。

MR存在下面的问题!

7 IBL

近似解！

IBL:光照的方法，和PBR是孪生兄弟一样

8 shadow

现在用的基本都是Cascade Shadow


不同的层级之间要做插值！

存储大！

shadow是最耗时的，但是确保光的可见性是正确的。
shadow很难做到2ms一下。
做4次的裁剪，

喜欢做软阴影。

PCF 软

PCSS是标配！

4 总结

5年前的3A
PBR+IBL：材质光照
Cascade shadow+ VSSM.

5 未来的发展

实时光锥：

密切的关注实时全局光照


新的方向：Vitual texture，巨大的纹理，能够解决cas shadow的存储不够的问题。

有很多个shader

GPU很讨厌shader

7万多个shader

跨平台的编译。


GI未来会怎么发展：GI 5年左右上来就是GI。
端云协同